【題目】如圖，兩個(gè)水平寬度均為d＝0.2m的相鄰區(qū)域Ⅰ、Ⅱ存在磁場(chǎng)和電場(chǎng)，其中區(qū)域Ⅰ有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，區(qū)域Ⅱ有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E。某帶正電微粒從區(qū)域Ⅰ的左側(cè)某點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射速度大小v=103m/s，與水平方向成30°。已知微粒的比荷，不計(jì)重力。

(1)為了使微粒不從Ⅱ區(qū)域的右側(cè)射出電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E至少為多大；

(2)現(xiàn)將區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度改變?yōu)?/span>B'=0.2T，通過(guò)調(diào)節(jié)E的大小，微粒在整個(gè)場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，求微粒從進(jìn)入到射出場(chǎng)區(qū)的最長(zhǎng)時(shí)間。（結(jié)果用根式表示）

【答案】(1)E=1.0×102V/m；(2)

【解析】

(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，有

得：

代入數(shù)據(jù)解得：

由題知d＝0.2m則

由幾何關(guān)系得，粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)的圓心在磁場(chǎng)的右邊界線，粒子平行于電場(chǎng)射入電場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，初速度大小為v，粒子在電場(chǎng)中向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，要使粒子不射出電場(chǎng)，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離應(yīng)小于d，考慮臨界，由動(dòng)能定理有

解得：

代入數(shù)據(jù)得：

(2)當(dāng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>B'時(shí)，有

代入數(shù)據(jù)得，微粒的運(yùn)動(dòng)半徑為

由幾何關(guān)系得，微粒運(yùn)動(dòng)的圓心恰好在磁場(chǎng)區(qū)域的正中間，微粒在磁場(chǎng)中出射點(diǎn)與入射點(diǎn)在同一水平線，且出射速度方向與水平方向夾角為，粒子進(jìn)入電場(chǎng)做類斜拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)分析知，粒子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間即粒子軌跡恰好與電場(chǎng)右邊界相切，如圖所示

從粒子進(jìn)入磁場(chǎng)到射入電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間

粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t2，考慮類斜拋軌跡對(duì)稱，在水平方向有

解得：

由對(duì)稱性知，粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子在整個(gè)場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間

代入數(shù)據(jù)得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)家總結(jié)出了許多物理學(xué)方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思維法、類比法和建立物理模型法等，以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中不正確的是（　�。�

A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫理想模型法

B.根據(jù)速度的定義式，當(dāng)非常小時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極限思維法

C.定義加速度概念時(shí)，用表示速度變化快慢運(yùn)用了極限思維的方法

D.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程等分成很多小段，每小段近似看做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里運(yùn)用了微元法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸固定在水平地面上，活塞的質(zhì)量為m＝1kg、面積為S＝10 cm2，一勁度系數(shù)為k＝200 N/m的彈簧一端連接在活塞下表面的中心，另一端連接在地面上水平放置的力傳感器上，彈簧處于豎直狀態(tài)。已知活塞上方被封閉的理想氣體壓強(qiáng)為p1＝8×104Pa，長(zhǎng)度為L＝15cm，溫度為T＝300 K，活塞下方的氣體和外界大氣是連通的，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求彈簧的形變量；

(2)通過(guò)給電阻絲通電，緩慢升高封閉氣體的溫度，當(dāng)傳感器的示數(shù)大小和未加熱氣體時(shí)的示數(shù)大小相同時(shí)，求此時(shí)封閉氣體的溫度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下，跳離一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落。他打開降落傘后的速度圖線如圖a。降落傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為α=37°，如圖b。已知人的質(zhì)量為50kg，降落傘質(zhì)量也為50kg，不計(jì)人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力f與速率v成正比，即(g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)。求：

(1)打開降落傘前人下落的距離；

(2)阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向；

(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，重物通過(guò)滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)，重物質(zhì)量m，小車質(zhì)量M已通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(填選項(xiàng)前的字母)。

A．交流電源B．直流電源

（2）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(填選項(xiàng)前的字母)。

A．不掛重物，小車靜止放在木板上，把長(zhǎng)木板右端逐漸墊高，直到小車開始運(yùn)動(dòng)，不再改變右端高度，即認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力

B．小車靜止放在木板上，掛上重物，給重物下邊再逐漸添加鉤碼，觀察小車能否運(yùn)動(dòng)，小車能向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，即認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力

C.不掛重物，把長(zhǎng)木板右端逐漸墊高，打開電源，輕推小車，通過(guò)觀察小車運(yùn)動(dòng)后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)是否均勻，如果均勻，則認(rèn)為平衡了摩擦力和其他阻力

（3）接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3……，如圖所示，實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力對(duì)小車做的功WOB＝________，打B點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能為EkB＝________。

（4）選取紙帶上不同點(diǎn)，可以通過(guò)作Ek－W來(lái)探究動(dòng)能定理。

假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，該同學(xué)仍然認(rèn)為小車所受拉力大小為mg，則從理論上分析，小車的動(dòng)能Ek與拉力對(duì)小車做功W的圖像可能圖中的_______。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)學(xué)過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，對(duì)自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣.他坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時(shí)間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?/span>5滴正欲滴下時(shí)，第1滴剛好落到地面，而第4滴與第2滴分別位于高1.6m的窗子的上、下沿，該同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫出了雨滴下落同自家房子尺寸的關(guān)系圖，如圖所示，其中2點(diǎn)和4點(diǎn)之間的小矩形表示他正對(duì)的窗子， g取10 m/s2. 請(qǐng)問(wèn)：

(1)他家屋檐離地面多高？

(2)滴水的時(shí)間間隔是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用力忽略不計(jì)．現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體a加熱一段時(shí)間后，a、b各自達(dá)到新的平衡．則

A. a的體積增大了，壓強(qiáng)變小了

B. a增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能

C. 加熱后a的分子熱運(yùn)動(dòng)比b的分子熱運(yùn)動(dòng)更激烈

D. b的體積減小，壓強(qiáng)增大，但溫度不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在水平地面上有一質(zhì)量為m = 4.0kg的物體，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng).當(dāng)t1=10s后，拉力大小減為F/3.該物體的v-t圖像如圖所示，g取10m/S2.求：

(1)物體受到的水平拉力F的大��；

(2)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示．第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E1．坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)E2=，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面．處在第三象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出一個(gè)比荷=102C/kg的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點(diǎn)），該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限．取微粒剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍?/span>g=10m/s2．試求：

（1）帶電微粒運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場(chǎng)強(qiáng)度E1；

（2）+x軸上有一點(diǎn)D，OD=OC，若帶電微粒在通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過(guò)D點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場(chǎng)的變化周期T0為多少？

（3）要使帶電微粒通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，求交變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系？

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